煤与瓦斯突出连续动态监测综合预警技术

E max 和脉冲 N max 指标满足表 4 中的各指标临界值时， 就 可以对工作面突出危险性进行综合判识 。 4 结论 （ 1 ） 通过采用煤与瓦斯突出的声发射、 电磁辐射连 续监测预警技术对新义矿业公司 11011 综采工作面煤 与瓦斯突出危险性进行了研究， 得出了工作面声发射、 电磁辐射与工作面突出危险性的耦合关系， 并现场检 验了耦合关系的准确性。 （ 2 ） 研究结果表明： 当工作面采用的预测指标声发 电磁辐射脉 射振铃计数 N8 ≥200 个或能量 E8 ≥500mv、 冲 N max ≥80Hz 或强度 E max ≥60mv 时， 工作面有突出危 险性； 当工作面采用的预测指标声发射振铃计数 N8 ＜ 200 个且能量 E8 ＜ 500mv、 电磁辐射脉冲 N max ＜ 80Hz 且 强度 E max ＜ 60mv 时， 工作面无突出危险性。
图1
工作面声发射系统布置示意图
1． 2 声发射敏感指标的选取 本试验在数据分析过程中， 沿用此分析方法及所 用特征参数指标来进行工作面灾害危险性判识预警 。 1． 3 声发射敏感指标及临界值确定 通过第一阶段的考察阶段和第二阶段的扩大性试 验阶段， 历时 5 个月， 跟踪工作面 118m， 采集声发射信 300 G ， AE 13 ， 号 余 其中 监测循环 个 工作面常规预测 循环 21 个， 最终确定了煤与瓦斯突出的 AE 声发射敏 感指标及临界值， 如表 1 所示。
马晓东 吕玉磊 杨常伟 （ 义马煤业集团股份有限公司， 河南 三门峡 472300 ）
煤与瓦斯突出连续动态监测综合预警技术研究
摘 要：本文通过采用声发射、 电磁辐射连续监测综合预警技术对义煤集团新义矿业公司 11011 综采工作面煤与瓦斯突出危险 性进行了研究， 得出了工作面声发射、 电磁辐射与工作面突出危险性的耦合关系及判定原则 。 关键词：突出预警；AE 声发射；电磁辐射 doi： 10． 3969 / j． issn． 1008 － 0155． 2012． 11． 019 中图分类号： F424． 6 ； TD713 文献标志码： A 文章编号： 1008 － 0155 （ 2012 ） 11 － 0032 － 02
收稿日期：2012 － 07 － 24 作者简介：马晓东（ 1963 —） ， 男， 河南新安县人， 工程师， 从事煤矿安生产全技术管理工作， 现任义煤集团总调度室主任 。
磁辐射指标出现次数统计表
强度 次数 百分 Eavg （ 总数 比% / mv 50 ） ＜ 20 ≥20 18 32 10 3 1 0 36% 64% 20% 6% 2% 0 脉冲 次数 百分 Navg （ 总数 比% / Hz 50 ） ＜ 20 ≥20 ≥40 ≥60 ≥80 ≥100 ≥200 38 12 3 1 1 1 0 76% 24% 6% 2% 2% 2% 0
表1
图 2 11011 综采面轨道顺槽监测期间 （ 声发射指标临界值扩大性试验考察阶段） 声发射特征参数指标统计综合信息曲线图 新义矿业公司 11011 工作面声发射预测敏感指标临界值 声发射敏感指标值区间 工作面突出危险性 有突出危险 无突出危险
“振铃计数 N8 ≥200 个” 或 “能量值 E8 ≥500mv” “振铃计数 N8 ＜ 200 个且 能量值 E8 ＜ 500mv”
2 煤与瓦斯突出的电磁辐射监测试验研究 2． 1 煤与瓦斯突出的电磁辐射监测工艺 应用电磁辐射监测仪监测到的工作面煤岩电磁辐 射信号（ 强度 E 和脉冲数 N） 是煤岩体变形破坏程度和 强度的综合反映， 煤岩所受应力作用越大、 变形破坏过 程越强烈， 产生的电磁辐射信号越强。 试验采用 KBD － 5 型电磁辐射仪对 11011 工作面两顺槽进行电磁辐 射监测， 测点布置在 11011 工作面轨道顺槽的下帮和 皮带顺槽的上帮， 两顺槽均由距工作面 10m 的位置开 100m 往外 始向外布置测点， 前 100m 每 10m 一个测点， 每隔 20m 布置一个测点， 共 40 个测点， 每个测点监测 时间为 2min， 每天监测一次， 当某一测点遇到外界干扰 监测值偏大时， 在排除干扰的情况下重新监测。 2． 2 电磁监测数据分析及敏感指标临界值确定 11011 工作面电磁辐射监测试验在 2009 年 10 月 7 日 2010 年 1 月 14 日期间进行， 通过监测的电磁辐射 数据对指标的敏感性及临界值进行考察分析， 得出工 作面每次测量时最大能量和脉冲指标值的变化曲线综 合信息图和指标出现次数统计表 ， 如图 3 、 表 2 所示。
义煤集团新义矿业公司 11011 综采工作面为该矿 首采工作面。工作面埋深在 670 722m 之间， 煤厚 0． 1 15m 之间， 平均厚度 4． 71m， 煤层倾角 4 16ʎ 。 该工 作面两顺槽从 2008 年 9 月至 2009 年 5 月 5 日沿煤层 底板掘进过程中， 共记录到煤与瓦斯动力现象 327 次， 其中： 响声大和很大的动力现象 73 次， 发生片瓦斯超 限 3 次， 发生煤炮与瓦斯超限耦合型动力现象 4 次。 基于 新 义 矿 业 公 司 煤 岩 瓦 斯 动 力 灾 害 现 状 及 11011 综采工作面常规点预测基础上， 采用声发射、 电 磁辐射非接触式连续预测技术对该工作面回采过程进 行监测， 分析预测方法与煤岩瓦斯动力灾害或现象之 研究煤与瓦斯突出危险性地非连续预 间的耦合关系， 测技术的综合判定预警和处置原则 。 1 煤与瓦斯突出的声发射监测试验研究 1． 1 煤与瓦斯突出的 AE 声发射预测系统布置工艺 根据 11011 工作面实际回采情况将声发射监测系 统安装在该工作面两个顺槽内， 在两顺槽前方离工作 面 20m 的位置处安装声发射传感器， 利用 AEF － 3 声 发射仪对信号进行处理存储。系统布置如图 1 所示。
（ 责任编辑： 熊红婴）